Oktatáskutató és Fejlesztő Intézet TÁMOP-3.1.1-11/1-2012-0001 XXI. századi közoktatás (fejlesztés, koordináció) II. szakasz
FIZIKA 1. MINTAFELADATSOR KÖZÉPSZINT 2015 Az írásbeli vizsga időtartama: 120 perc
Oktatáskutató és Fejlesztő Intézet 1143 Budapest, Szobránc u. 6-8. Telefon: (+36-1) 235-7200 Fax: (+36-1) 235-7202 www.ofi.hu
Fizika – középszint
Fontos tudnivalók A feladatlap megoldásához összesen 120 perc áll rendelkezésére. Olvassa el figyelmesen a feladatok előtti utasításokat, és gondosan ossza be idejét! A feladatokat tetszőleges sorrendben oldhatja meg. Használható segédeszközök: zsebszámológép, függvénytáblázatok. Ha valamelyik feladat megoldásához nem elég a rendelkezésre álló hely, kérjen pótlapot! A pótlapon tüntesse fel a feladat sorszámát is! Itt jelölje be, hogy a második rész 3/A és 3/B feladatai közül melyiket választotta (azaz melyiknek az értékelését kéri)!
3/
2 / 12
Fizika – középszint
ELSŐ RÉSZ Az alábbi kérdésekre adott válaszlehetőségek közül pontosan egy jó. Írja be ennek a válasznak a betűjelét a jobb oldali fehér négyzetbe! (Ha szükséges, számításokkal ellenőrizze az eredményt!) 1. Egy téglalap alakú háztömb egyik sarkáról elindulva, azt körüljárva 80 m, 150 m és 80 m utat tettünk meg az egyes házoldalak mentén, amíg a szomszédos sarokig értünk. Mekkora az elmozdulásunk? A) 150 m B) 80 m C) 310 m 2 pont
2. Melyik hibás az alábbi állítások közül? A frekvencia jele és SI mértékegysége: A) f és f =
1 s
B) f és f =
1 perc
C) f és f = Hz D) ω és f =
1 s
2 pont
3. Mikor van az űrhajós a súlytalanság állapotában? A) Amikor olyan messzire jut a Földtől, hogy annak gravitációs mezője már nem hat rá. B) Amikor olyan messzire jut a Naprendszertől, hogy sem a Föld, sem pedig a Nap gravitációs mezője nem hat rá. C) Amikor alátámasztás és felfüggesztés hiányában csak a Föld gravitációs mezője hat rá. 2 pont
3 / 12
Fizika – középszint
4. Egyenes országúton egy kamion és egy személygépkocsi ütközik. Melyik állítás igaz a kamion és a személygépkocsi lendületének az ütközés következtében történő változására? A) A lendületváltozásuk egyenlő. B) Egyenlő nagyságú, de ellentétes irányú lesz a lendületük megváltozása. C) A személygépkocsi lendületváltozása nagyobb, mint a kamioné. 2 pont 5. Télen az utakat homokkal szórják fel. Mi ennek a célja? Válassza ki a helyes választ! A) A homok melegebb, mint a külső levegő és az úttest, így megolvasztja az útra lefagyott jeget. B) A homokszemcsék színüknél fogva jobban elnyelik a rájuk eső fényt, s emiatt felmelegedve megolvasztják a jeget. C) A homok érdesebbé teszi a jeges útfelszínt, így növeli a járművek kerekei és az úttest közötti tapadást. 2 pont 6. Egy merev falú tartályban levő gáz kelvinben mért hőmérsékletét háromszorosára növeljük. Mi történik a nyomásával? A) Harmadára csökken. B) Nem változik. C) Háromszorosára nő. 2 pont 7. Az alábbiak közül melyik jelenség nem alkalmazható hőmérő készítésekor? A) Fémek lineáris hőtágulása. B) A testek infravörös sugárzása. C) A víz térfogati hőtágulása. 2 pont
4 / 12
Fizika – középszint
8. Egy transzformátor 1200 menetes primer tekercsére kapcsoltuk a 4,5 V elektromotoros erejű zsebtelepet (laposelemet). Mekkora feszültség mérhető a 2400 menetes szekunder tekercsen? A) 9 V B) 0 V C) 2,25 V 2 pont 9. A gépkocsik elektromos fogyasztóihoz egyetlen vezeték vezet. Miért működnek ennek ellenére? A) Ezekben a modern járművekben egyetlen vezeték is zárja az áramkört. B) A fém karosszéria zárja az áramkört. C) Az indítókulcs zárja az áramkört. 2 pont 10. Lehet-e két elektromos ellenállás eredője soros kapcsolás esetén ugyanakkora, mint párhuzamos kapcsolás esetén? A) Nem, a soros kapcsolás eredője mindig nagyobb, mint a párhuzamos kapcsolásé. B) Csak akkor, ha a két ellenállás azonos értékű. C) Nem, a párhuzamos kapcsolás eredője mindig nagyobb, mint a soros kapcsolásé. 2 pont
11. Egy gyertya és a homorú tükörrel előállított képének nagysága egyenlő. Milyen ez a kép? A) Valódi, fordított állású. B) Valódi, egyenes állású. C) Látszólagos, egyenes állású. 2 pont
5 / 12
Fizika – középszint
12. Miért nem koherens két fényforrás, mondjuk két izzólámpa fénye? A) Mert nem férnek egymáshoz elég közel. B) Mert egymástól függetlenül, „összehangolatlanul” sugároznak a fényforrások atomjai. C) Mert nem lehet teljesen egyforma fényforrásokat készíteni. 2 pont 13. EKG-vizsgálat alkalmával miért nedvesítik meg az elektródákat és velük együtt a bőr felületét? A) A vezetőképesség növelése céljából. B) Azért, hogy megakadályozzák az áramütést. C) A test melegedésének csökkentésére. 2 pont 14. A forrásban lévő vízben buborékok keletkeznek. Mi van ezekben? A) Vákuum. B) Levegő. C) Vízgőz. 2 pont 15. A fotokatódból kilépő elektronok sebessége biztosan növekszik, ha a megvilágító fény … A) … hullámhosszát növeljük. B) … frekvenciáját növeljük. C) … intenzitását azonos frekvencia mellett növeljük. 2 pont 16. A 253 100 Fm mag elektronbefogással alakulhat át új elemmé. Az alábbi elemek közül melyik keletkezik az elektron befogása után? A) B) C)
252 99 Es 254 99 Es 253 99 Es
2 pont
6 / 12
Fizika – középszint
17. Az atomerőművek működésének hatásai közül melyik jelent legnagyobb veszélyt a környezetre nézve? A) Az atomerőmű kiégett fűtőelemei. B) Az atomerőművek felmelegítik a hűtésükre használt folyók vizét. C) Az atomerőmű sok vízgőzt bocsát a levegőbe.
2 pont 18. Mikor lépett Neil Armstrong és Edwin „Buzz” Aldrin a Hold felszínére? A) 1959-ben. B) 1969-ben. C) 1979-ben.
2 pont 19. Mitől függ a folyadékba teljesen bemerülő testre ható felhajtóerő? A) A folyadékba merülő test sűrűségétől. B) A folyadék sűrűségétől. C) A folyadékba merülő test alakjától. 2 pont 20. A fanyelű kés fém pengéjét hidegebbnek érezzük a nyelénél. Mi lehet ennek az oka? A) A fának kisebb a fajhője, mint a fémnek, s amikor megfogjuk, a kezünk a fát hamarabb felmelegíti. B) A fanyélnek egy kicsit magasabb a hőmérséklete, mivel az szerves anyag. C) A fém jobb hővezető, mint a fa, emiatt a kezünket jobban hűti, mint a fa.
7 / 12
2 pont
Fizika – középszint
MÁSODIK RÉSZ Oldja meg a következő feladatokat! Megállapításait – a feladattól függően – szövegesen, rajzzal vagy számítással indokolja is! Ügyeljen arra is, hogy a használt jelölések egyértelműek legyenek! 1. feladat A fotoszintézishez az energiát a napfény zöld fotonjai szolgáltatják, melyek hullámhossza 500 nm. A fotoszintézis során 1 mólnyi szőlőcukor keletkezéséhez 1,3 MJ energia szükséges. (A Planck-állandó 6,63 · 10-34 Js, a fény vákuumbeli terjedési sebessége 300 000 Avogadro-állandó 6,02 · 1023
km , s
az
1 .) mol
a) Mekkora egy foton energiája? b) Legalább hány foton kell ahhoz, hogy egyetlen szőlőcukor-molekula képződjék?
8 / 12
a)
b)
Összesen
6 pont
8 pont
14 pont
Fizika – középszint
2. feladat A blokkolásgátló fékasszisztens (Anti-lock Braking System, ABS) egy olyan aktív biztonsági eszköz, amely megakadályozhatja az autók megcsúszását hirtelen, erős fékezéskor. Az ABS továbbá segíthet abban is, hogy a fékezett jármű irányítható maradjon a fékezés közben. Teszi mindezt úgy, hogy nem engedi, hogy a blokkolásig fékezett kerekek folyamatosan csússzanak az úttest aszfaltján. Sajnos a rendszer nem mindig képes csökkenteni a fékutat, például egyenetlen útfelület, friss hó, sáros, kavicsos út esetén a fékút megnövekedhet, és az autó irányítása is nehézzé válhat. Adatok: az autógumi és az aszfalt között a tapadási súrlódási együttható értéke 0,8; a csúszási súrlódási együttható értéke pedig 0,7. A tapadási súrlódási erő maximális értéke az 𝑭𝒕𝒔𝒎𝒂𝒙 = 𝝁𝟎 ∙ 𝑭𝒏𝒚 összefüggéssel számolható ki, ahol 𝝁𝟎 a tapadási súrlódási együttható, Fny pedig a felületeket összenyomó merőleges erő. A csúszási súrlódási erő nagysága az 𝑭𝒄𝒔𝒔 = 𝝁 ∙ 𝑭𝒏𝒚 összefüggéssel számolható ki, ahol 𝝁 a csúszási súrlódási együttható, Fny pedig itt is a felületeket összenyomó merőleges erő.
a) Milyen előnyökkel jár az ABS használata? Válaszát indokolja! b) Milyen hátrányai vannak a blokkolást gátló fékasszisztensnek? c) Igazolja a közölt súrlódási együtthatók felhasználásával egy 36 km/h sebességgel haladó, 1 t tömegű autó esetén, hogy ideális esetben az ABS használata csökkenti a fékutat! d) Hogyan lehet még csökkenteni a fékutat? Soroljon fel legalább két további lehetőséget, választását röviden indokolja!
a)
b)
c)
d)
4 pont
2 pont
6 pont
4 pont
9 / 12
Összesen 16 pont
Fizika – középszint
A 3/A és a 3/B feladatok közül csak az egyiket kell megoldania. A címlap belső oldalán jelölje be, hogy melyik feladatot választotta! 3/A feladat Egy képeslapot félbehajtunk úgy, hogy a fénykép egy-egy fele mindkét oldalról látható legyen. Egy gömbtükör elé helyezzük, a kép síkja az optikai tengelyre merőleges, távolsága a tükörtől 40 cm. Az optikai tengely irányából nézve úgy tűnik, mintha a képeslap nem lenne félbehajtva. a) b) c) d)
Milyen tükröt használtunk a kísérletnél? Értelmezze a látottakat! Készítsen rajzot az optikai tengellyel párhuzamosan a tükörre beeső és arról visszaverődő fénysugarakról! Mekkora a tükör fókusztávolsága? A képeslapot 10 cm-rel közelebb visszük a tükörhöz. Készítsen rajzot a képalkotásról, és számítsa ki az ekkor látható „két fél képeslap” távolságát! Hol használunk ilyen tükröt a hétköznapi életben? Adjon legalább két példát rajzos magyarázattal!
a)
b)
c)
d)
Összesen
4 pont 3 pont 9 pont 4 pont 20 pont
10 / 12
Fizika – középszint
3/B feladat Az ábrán egy autó hűtőrendszerének egyszerűsített vázlata látható. A hűtőrendszerben található folyadék (más néven fagyálló) a desztillált víz mellett etilén-glikolt tartalmaz, melynek fagyás- és forráspontja eltér a vízétől. A hűtő tulajdonképp egy hőcserélő. Több száz csőből és rengeteg lamellából épül fel, ezek hűtik le a hűtőfolyadékot. A hűtő tetején találjuk a hűtősapkát, melynek eltávolítása után tudjuk feltölteni a hűtőrendszert, vagy ellenőrizni a hűtőfolyadék állapotát. Sosem szabad addig eltávolítani, amíg a hűtő forró. A tágulási tartályban magasabb a folyadék szintje, ha a hűtőfolyadék forró. Forrás: http://www.hullokft.hu/szolgaltatasaink/autohuto-javitas/autovizhuto-javitas/vizhutorendszer
a) b) c) d)
Milyen feladatokat lát el a gépkocsik hűtőrendszere? Az olvasottak és az ábra alapján magyarázza el, hogyan működik a hűtőrendszer! Miért nem használnak csapvizet a hűtőrendszer feltöltésére? Soroljon fel két okot! A személygépkocsik hűtőjében a hűtőfolyadék hőmérséklete kb. 110 °C. Miért nem forr fel a hűtőfolyadék? e) A túlmelegedett hűtő zárófedelét (hűtősapka) tilos azonnal kinyitni, meg kell várni a víz hőmérsékletének csökkenését. Mi ennek az oka? f) Miért építenek be kiegyenlítő tartályt a hűtőrendszerbe?
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Összesen
4 pont 7 pont 2 pont 2 pont 3 pont 2 pont 20 pont
11 / 12
Fizika – középszint
Figyelem! Az értékelő tanár tölti ki!
I. Feleletválasztós kérdéssor II. Összetett feladatok Az írásbeli vizsgarész pontszáma
maximális pontszám 40 50 90
elért pontszám
_______________________ javító tanár
Dátum: .............................................
12 / 12
